Видимое ничто

«Видимое ничто» - так метко назвал кометы французский ученый Вабинэ. Этим он хотел сказать, что внешний вид комет иногда бывает устрашающим, размеры чудовищно большими, но вещества-то в них почти и нет. Иные из этих светил бывают видны днем, так они ярки, и хвосты их тянутся далеко, охватывая иногда полнеба. Конечно, яркость и длина хвоста при прочих равных условиях зависят от расстояния кометы от Земли, но, зная его, всегда легко вычислить размеры кометы. Кома, или голова кометы, диаметр которой был бы меньше диаметра Земли, встречается очень редко. Обычно она имеет от 50 до 250 тысяч км в диаметре и в среднем раз в десять больше Земли. Голова кометы 1811 г. по размерам превышала даже Солнце, а туманная комета Холмса 1892 г. была одно время по диаметру даже вдвое больше, чем Солнце. Приведенные данные о размерах комет опирались на визуальные наблюдения их углового диаметра.

Фотографии способны выделять более слабо светящиеся внешние части комет. Автор этих строк установил, что голова даже скромной кометы 1943 I, еле заметной на темном небе невооруженным глазом, имела диаметр не менее 2 млн. км, т. е. была раза в полтора больше Солнца! Размер головы каждой кометы неправильно меняется и, как правило, в общем уменьшается с приближением кометы к Солнцу. Например, у кометы Галлея, когда она находилась в 1909 г. вдвое дальше от Солнца, чем Марс, ее голова была вдвое больше Земли. Приблизившись к орбите Марса, голова кометы возросла в 15 раз, но к перигелию уменьшилась вдвое. Удалившись от Солнца вдвое, голова возросла опять в полтора раза, но когда комета снова подошла к орбите Юпитера, диаметр ее головы только в четыре раза превышал поперечник Земли.

Хвост кометы, всегда лежащий в плоскости ее орбиты, еще грандиознее. У больших комет длина хвоста того же порядка, что расстояния между орбитами близких к Солнцу планет. У той же кометы 1811 г. вблизи перигелия (когда ее голова находилась совсем близко к Солнцу) длина хвоста превышала расстояние от Земли до Солнца. Световой сигнал, пущенный из ядра кометы, был бы воспринят в конце кометного хвоста лишь через 10 минут, а крик, если бы он мог передаваться в хвосте кометы без ослабления и с той же скоростью, как в воздухе, достиг бы конца кометного хвоста только через двадцать лет.

Рис. 83. Орбита кометы Галлея

Объем больших комет в сотни раз превышает объем Солнца, и если бы средняя плотность комет была равна плотности воды, то первое же вторжение такой кометы в Солнечную систему произвело бы в ней полный разгром. Все планеты сорвались бы со своих орбит? и само величественное Солнце с бешеной скоростью начало бы кружиться около кометы или бы даже упало на нее.

Между тем кометы, пролетая среди системы планет, ведут себя в ней не как грозные завоеватели, а как бледные тени, неслышно скользящие от планеты к планете. Плавная поступь комет, при которой они иногда даже задевают планеты, не производит на последние ни малейшего впечатления, и, наоборот, комета каждый раз сворачивает с намеченной тропы, когда она проходит вблизи массивной планеты. Мы видели, что это ведет либо к превращению кометы в короткопериодическую, либо к изгнанию ее из Солнечной системы.

Из-за отсутствия ощутимого притяжения планет кометами массу кометы определить точно невозможно и можно лишь указать ее верхний предел. Если бы масса кометы была больше такого предела, то притяжение ею планет было бы заметно хотя бы чуть-чуть. Так получается, что масса даже самых крупных комет меньше 1/10000 массы Земли. Исходя же из других дополнительных данных, надо думать, что масса комет еще во много раз меньше - меньше миллионной доли массы Земли.

Ничтожность кометных масс очевидна с космической точки зрения, но с земной точки зрения эта масса все же громадна. Если даже масса кометы в тысячу миллиардов раз меньше массы Земли, то все же она составит миллиард тонн, или около того количества земли, какое было вырыто и вывезено при прорытии Беломорско-Балтийского канала.

Ничтожно малая по сравнению с планетами масса комет при всей грандиозности их объема нисколько не мешает им двигаться в Солнечной системе, не встречая ни малейшего сопротивления. Межпланетное пространство безвоздушно, и если бы Земля внезапно исчезла со всем, что на ней есть, так что от нее осталась бы только одна пушинка из самой нежной перины, то эта пушинка продолжала бы нестись вокруг Солнца с той же скоростью 30 км в секунду, с которой она неслась вместе с Землей. Огромное «лобовое сечение» комет нисколько не сказывается на их движении.

Очевидно, что средняя плотность комет чудовищно мала, если представить себе ничтожно малую массу кометы распространенной по всему ее колоссальному объему. Распылите... 1/1000000000000 долю земного шара по объему, в сотни раз превышающему Солнце, объем которого в свою очередь в миллион триста тысяч раз больше земного. Возьмите зернышко пшеницы, отделите от него одну миллионную часть, разотрите ее в тончайшую пыль и развейте ее по залу Большого театра в Москве - вот будет примерно средняя плотность комет. Можно ли ее себе представить? И, однако, она достаточна, чтобы создать видимость громадного и яркого светила. Разве не справедливо назвать эту отчетливо видимую комету «видимым ничто»!

Все наши понятия о том, как можно «пускать дым или пыль в глаза» и «делать из мухи слона», бледнеют перед способностью природы.

Еще поразительнее наши расчеты будут, если мы учтем, что практически вся масса кометы сосредоточена в ее крохотном ядре и что на долю огромной головы приходится несравненно меньшая масса и еще меньшая масса приходится на чудовищный объем хвоста. Самой плотной частью кометы должно быть ядро, затем голова, затем начало хвоста, и, наконец, сам хвост, незаметно переходящий в безвоздушное межпланетное пространство.

В 1960 г. автор этой книги впервые определил плотность газов на разных расстояниях от ядра в комете. Это была комета 1943 I. Масса ее газовой оболочки была 8•10⁴ m Плотность менялась обратно пропорционально квадрату расстояния от ядра. Вблизи него было 10¹¹ молекул/cм³, а на расстоянии 370000 км только две молекулы циана и одна молекула углерода С₂ в 1 см³.

Только ядро кометы может быть твердым. Вся масса ядра по размеру не превысила бы небольшого астероида. Если требовать, чтобы у комет, имеющих голову и хвост, непременно было «туловище», как главная часть ее массы, то «туловищем» скорее всего будет само ядро кометы, находящееся к тому же внутри головы!...

Ядро - самая яркая и непрозрачная часть кометы. Через голову же и тем более сквозь хвост свободно проглядывают слабые звезды, и это указывает на разреженность вещества кометы. Непосредственно бывает видно, как голова и хвост кометы образуются за счет вещества, выделяющегося из ядра кометы, и тем энергичнее, чем она ближе к Солнцу. Это вещество в периодических кометах выделяется непрерывно, особенно в перигелии. За один оборот кометы около Солнца из ядра выделяется только ничтожная часть его вещества, идущая на образование комы и хвоста.